JPH0515291B2 - - Google Patents
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- JPH0515291B2 JPH0515291B2 JP62100397A JP10039787A JPH0515291B2 JP H0515291 B2 JPH0515291 B2 JP H0515291B2 JP 62100397 A JP62100397 A JP 62100397A JP 10039787 A JP10039787 A JP 10039787A JP H0515291 B2 JPH0515291 B2 JP H0515291B2
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- multilayer capacitor
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は積層コンデンサ素子に関し、特に絶縁
抵抗値が高く高周波における誘導損失が小さくか
つ電極コストの小さいものに関する。 従来の技術 近年セラミツクコンデンサは素子の小型化、大
量化への要求から積層型セラミツクコンデンサが
急速に普及しつつある。また回路の高周波化によ
り従来電界コンデンサが用いられていた領域に積
層型セラミツクコンデンサ素子を用いる必要が発
生している。積層型セラミツクコンデンサは内部
電極とセラミツクを一体焼成する工程によつて通
常製造される。従来より高誘電率系のセラミツク
コンデンサ材料にはチタン酸バリウム系の材料が
用いられてきたが、焼成温度が1300℃程度と高い
ため、内部電極材料としてはPt，Pdなどの高価
な金属を用いる必要があつた。 これに対し低酸素分圧雰囲気中で焼成できるチ
タン酸バリウム系材料を用い、Niなどの卑金属
材料を内部電極として使用した積層コンデンサ素
子が提案されている。（ジヤパニーズ ジヤーナ
ル オブ アプライド フイジクス サプリメン
ト、20−４（1981），P147〜150） いつぽう発明者らは低酸素分圧雰囲気で焼成で
き高い抵抗率を有する鉛複合ペロブスカイト系の
材料を提案している。 発明が解決しようとする問題点 従来のPdまたはPtを内部電極とした積層コン
デンサ素子は素子価格にしめる電極コストが大き
く、とくに高積層数を要する大容量積層コンデン
サの実現を困難にしていた。Niを内部電極に用
いた積層コンデンサは誘電体磁器の還元による素
子絶縁抵抗値の低下が発生しやすく、また高周波
における誘電損失が大きくなりやすい問題点があ
つた。 本発明では絶縁抵抗値が高く、高周波における
誘電損失の小さい積層コンデンサ素子を実現し、
かつ電極コストの小さい積層コンデンサ素子を提
供することを目的とする。 問題点を解決するための手段 誘電体磁器層として、Ng，Ni，Ti，Zn，Nb，
およびＷからなる群Ｘから選ばれた成分ＸとPb
とCuの三者の成分を含む酸化物からなる組成物
であつて、Ｘが群Ｘの成分の少なくとも二種を含
み、かつPbのモル数をａ，Ｘの成分のモル数の
合計をｘとしたとき、0.985≦ａ／ｂ≦1.110であ
り、CuをCu2Ｏ換算で他成分の合計重量に対する
重量％で0.03％以上0.65％以下含有する組成物を
用い、内部電極層に銅又は銅を主成分とする合金
を用いる。 作 用 本発明の積層コンデンサ素子において誘電体磁
器として用いられる上記のような鉛ペロブスカイ
ト系の組成物は、焼成温度における銅の平衡酸素
分圧を中心とした広い酸素分圧範囲で高絶縁抵抗
の誘電体磁器がえられるため、銅を内分電極とし
た積層コンデンサとした場合、焼成時の酸素分圧
のコントロールが容易で、安定に高絶縁抵抗を有
する積層コンデンサ素子がえられる。また内部電
極に低抵抗で非磁性の銅電極を用いているため薄
い板状にした場合でもコンデンサ素子の高周波に
おける誘電損失を低下させない。また銅はPd，
Ptなどに比べ安価で電極コストを大きく低減す
ることができる。 実施例 誘電体として次に示す組成式で表される材料を
用いた。 Ａ：Pb1.00（Mg1/3Nb2/3）0.70Ti0.19（Ni1/2W1/2）0.1
1
O3.00＋Cu2O0.2wt％ Ｂ：Pb0.985．（Mg1/3Nb2/3）0.40Ti0.30（Zn1/2W1/2）
0.3
０O2.985＋Cu2O0.65wt％ Ｃ：Pb1.110（Ni1/3Nb2/3）0.79Ti0.21O3.110＋Cu2
O0.03wt％ Ｄ：Pb1.000（Ni1/3Nb2/3）0.70Ti0.25（Ni1/2W1/2）0.
05
O3.00＋Cu2O0.30wt％ 誘電体粉末は通常のセラミツク製造方法に従い
製造した。仮焼条件は750℃２時間とした。粉砕
した仮焼粉末は仮焼粉末に対し7wt％のアクリル
樹脂、50wt％の溶剤と共にボールミルで混合し
ドクターブレードを用い厚さ35μmにシート化し
た。内部電極としては次に示す組成式で表される
材料を用いた。 Ｅ：Cu Ｆ：Cu−5wt％Ag 金属銅粉末および金属銀粉末は粒径0.5〜2.0μm
のものを用い所定比に混合したのち金属粉末に対
し5wt％のアクリル樹脂、30wt％の溶剤と共に三
本ロールで混練し電極ペーストとしスクリーン印
刷法を用いシート上に内部電極パターンを印刷
た。これを電極が左右交互に引き出されるように
積層し切断した。 電極を交互に引き出された端面に上述の電極ペ
ーストを塗布し外部電極とした。 このようにして作成した積層体は磁器ボート内
に粗粒ジルコニアを敷きその上に載せ１％O2−
N2ガスを流し350℃でバインダーをバーンアウト
した。 第２図に焼成時の積層体を入れるマグネシア磁
器容器の断面を、第３図に焼成炉炉心管の断面示
す。マグネシア磁器容器２１内には上述の仮焼粉
２２を体積の1/3程度敷きつめた上に200メツシユ
ZrO2粉２３を約１mm敷き、そのうえにバーンア
ウトした積層体２５を置いた。マグネシア磁器の
蓋２４をし、管状電気炉の炉心管２６内に挿入
し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのち
N2−H2−H2Ｏの混合ガスで置換し、所定の酸素
分圧となるようN2とH2，H2Ｏガスの混合比を調
節した混合ガスを流し所定温度まで400℃／hrで
昇温し２時間保持後400℃／hrで降温した。炉心
管内のPo2は挿入した安定化ジルコニア酸素セン
サー２７の大気側と炉内部側に構成した白金電極
から引き出した電極間の電圧Ｅ(V)より次式より求
めた。 Po2＝0.2・exp（4FE／RT） ここでＦはフアラデー定数96489クーロン、Ｒ
はガス定数8.3144J／deg・mol，Ｔは絶対温度で
ある。 積層コンデンサ素子の外形は2.8x1.4x0.9mmで
有効電極面積は一層当たり1.3125mm2（1.75x0.75
mm）、電極層の厚みは2.0μm、誘電体層は一層当
たり25.0μmで有効層は30層、上下に無効層を２
層ずつ設けた。積層コンデンサ素子は容量、tanδ
を1Vの交流電圧を印加し100Hz〜2MHzの周波数
で測定した。また抵抗率は50V／mmの電圧を印加
後１分値から求めた。 表１に、用いた誘電体の組成、電極組成、焼成
温度、焼成雰囲気、誘電率、tanδ、抵抗率、を示
した。 第１図は本発明の積層コンデンサ素子の断面図
を示した図で、１１は誘電体層、１２は銅または
銅を主成分とする合金からなる内部電極層、１３
は銅または銅を主成分とする合金からなる外部電
極である。
抵抗値が高く高周波における誘導損失が小さくか
つ電極コストの小さいものに関する。 従来の技術 近年セラミツクコンデンサは素子の小型化、大
量化への要求から積層型セラミツクコンデンサが
急速に普及しつつある。また回路の高周波化によ
り従来電界コンデンサが用いられていた領域に積
層型セラミツクコンデンサ素子を用いる必要が発
生している。積層型セラミツクコンデンサは内部
電極とセラミツクを一体焼成する工程によつて通
常製造される。従来より高誘電率系のセラミツク
コンデンサ材料にはチタン酸バリウム系の材料が
用いられてきたが、焼成温度が1300℃程度と高い
ため、内部電極材料としてはPt，Pdなどの高価
な金属を用いる必要があつた。 これに対し低酸素分圧雰囲気中で焼成できるチ
タン酸バリウム系材料を用い、Niなどの卑金属
材料を内部電極として使用した積層コンデンサ素
子が提案されている。（ジヤパニーズ ジヤーナ
ル オブ アプライド フイジクス サプリメン
ト、20−４（1981），P147〜150） いつぽう発明者らは低酸素分圧雰囲気で焼成で
き高い抵抗率を有する鉛複合ペロブスカイト系の
材料を提案している。 発明が解決しようとする問題点 従来のPdまたはPtを内部電極とした積層コン
デンサ素子は素子価格にしめる電極コストが大き
く、とくに高積層数を要する大容量積層コンデン
サの実現を困難にしていた。Niを内部電極に用
いた積層コンデンサは誘電体磁器の還元による素
子絶縁抵抗値の低下が発生しやすく、また高周波
における誘電損失が大きくなりやすい問題点があ
つた。 本発明では絶縁抵抗値が高く、高周波における
誘電損失の小さい積層コンデンサ素子を実現し、
かつ電極コストの小さい積層コンデンサ素子を提
供することを目的とする。 問題点を解決するための手段 誘電体磁器層として、Ng，Ni，Ti，Zn，Nb，
およびＷからなる群Ｘから選ばれた成分ＸとPb
とCuの三者の成分を含む酸化物からなる組成物
であつて、Ｘが群Ｘの成分の少なくとも二種を含
み、かつPbのモル数をａ，Ｘの成分のモル数の
合計をｘとしたとき、0.985≦ａ／ｂ≦1.110であ
り、CuをCu2Ｏ換算で他成分の合計重量に対する
重量％で0.03％以上0.65％以下含有する組成物を
用い、内部電極層に銅又は銅を主成分とする合金
を用いる。 作 用 本発明の積層コンデンサ素子において誘電体磁
器として用いられる上記のような鉛ペロブスカイ
ト系の組成物は、焼成温度における銅の平衡酸素
分圧を中心とした広い酸素分圧範囲で高絶縁抵抗
の誘電体磁器がえられるため、銅を内分電極とし
た積層コンデンサとした場合、焼成時の酸素分圧
のコントロールが容易で、安定に高絶縁抵抗を有
する積層コンデンサ素子がえられる。また内部電
極に低抵抗で非磁性の銅電極を用いているため薄
い板状にした場合でもコンデンサ素子の高周波に
おける誘電損失を低下させない。また銅はPd，
Ptなどに比べ安価で電極コストを大きく低減す
ることができる。 実施例 誘電体として次に示す組成式で表される材料を
用いた。 Ａ：Pb1.00（Mg1/3Nb2/3）0.70Ti0.19（Ni1/2W1/2）0.1
1
O3.00＋Cu2O0.2wt％ Ｂ：Pb0.985．（Mg1/3Nb2/3）0.40Ti0.30（Zn1/2W1/2）
0.3
０O2.985＋Cu2O0.65wt％ Ｃ：Pb1.110（Ni1/3Nb2/3）0.79Ti0.21O3.110＋Cu2
O0.03wt％ Ｄ：Pb1.000（Ni1/3Nb2/3）0.70Ti0.25（Ni1/2W1/2）0.
05
O3.00＋Cu2O0.30wt％ 誘電体粉末は通常のセラミツク製造方法に従い
製造した。仮焼条件は750℃２時間とした。粉砕
した仮焼粉末は仮焼粉末に対し7wt％のアクリル
樹脂、50wt％の溶剤と共にボールミルで混合し
ドクターブレードを用い厚さ35μmにシート化し
た。内部電極としては次に示す組成式で表される
材料を用いた。 Ｅ：Cu Ｆ：Cu−5wt％Ag 金属銅粉末および金属銀粉末は粒径0.5〜2.0μm
のものを用い所定比に混合したのち金属粉末に対
し5wt％のアクリル樹脂、30wt％の溶剤と共に三
本ロールで混練し電極ペーストとしスクリーン印
刷法を用いシート上に内部電極パターンを印刷
た。これを電極が左右交互に引き出されるように
積層し切断した。 電極を交互に引き出された端面に上述の電極ペ
ーストを塗布し外部電極とした。 このようにして作成した積層体は磁器ボート内
に粗粒ジルコニアを敷きその上に載せ１％O2−
N2ガスを流し350℃でバインダーをバーンアウト
した。 第２図に焼成時の積層体を入れるマグネシア磁
器容器の断面を、第３図に焼成炉炉心管の断面示
す。マグネシア磁器容器２１内には上述の仮焼粉
２２を体積の1/3程度敷きつめた上に200メツシユ
ZrO2粉２３を約１mm敷き、そのうえにバーンア
ウトした積層体２５を置いた。マグネシア磁器の
蓋２４をし、管状電気炉の炉心管２６内に挿入
し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのち
N2−H2−H2Ｏの混合ガスで置換し、所定の酸素
分圧となるようN2とH2，H2Ｏガスの混合比を調
節した混合ガスを流し所定温度まで400℃／hrで
昇温し２時間保持後400℃／hrで降温した。炉心
管内のPo2は挿入した安定化ジルコニア酸素セン
サー２７の大気側と炉内部側に構成した白金電極
から引き出した電極間の電圧Ｅ(V)より次式より求
めた。 Po2＝0.2・exp（4FE／RT） ここでＦはフアラデー定数96489クーロン、Ｒ
はガス定数8.3144J／deg・mol，Ｔは絶対温度で
ある。 積層コンデンサ素子の外形は2.8x1.4x0.9mmで
有効電極面積は一層当たり1.3125mm2（1.75x0.75
mm）、電極層の厚みは2.0μm、誘電体層は一層当
たり25.0μmで有効層は30層、上下に無効層を２
層ずつ設けた。積層コンデンサ素子は容量、tanδ
を1Vの交流電圧を印加し100Hz〜2MHzの周波数
で測定した。また抵抗率は50V／mmの電圧を印加
後１分値から求めた。 表１に、用いた誘電体の組成、電極組成、焼成
温度、焼成雰囲気、誘電率、tanδ、抵抗率、を示
した。 第１図は本発明の積層コンデンサ素子の断面図
を示した図で、１１は誘電体層、１２は銅または
銅を主成分とする合金からなる内部電極層、１３
は銅または銅を主成分とする合金からなる外部電
極である。
【表】
本発明において使用される誘電体は、Ng，
Ni，Ti，Zn，Nb、およびＷからなる群Ｘから選
ばれた成分ＸとPbとCuの三者の成分を含む酸化
物において、Ｘは群Ｘの成分の少なくとも二つを
含み、かつPbのモル数をａ，Ｘの成分のモル数
の合計をｘとしたとき0.985≦ａ／ｘ≦1.110であ
り、CuはCu2Ｏ換算で他成分の合計重量に対する
重量％で0.03％以上0.65％以下含有するような組
成物であり焼成温度付近の広い酸素分圧領域で抵
抗値の高い誘電体磁器が得られるため銅または銅
を主成分とする合金からなる内部電極と一体焼成
するのに適している。内部電極に、銅または銅を
主成分とする合金、以外の卑金属を使用したもの
は本発明で限定した誘電体の焼成温度における電
極金属の平衡酸素分圧が小さく、誘電体を還元し
てしまうもしくは電極が酸化してしまう問題点が
予想される。すなわち本発明においては特許請求
の範囲に限定した誘電体磁器組成物と銅または銅
を主成分とする合金からなる電極組成物の組み合
わせによつて初めて絶縁抵抗値が大きく高周波に
おける誘電損失が小さい積層コンデンサ素子が実
現される。またこれにより安価な銅が電極として
使用が可能となる。 また本発明実施例に示した積層コンデンサ素子
の製造方法以外に、内部電極の出発原料として銅
酸化物を用い、電極パターンをセラミツクグリー
ンシート上に構成したあと焼成温度より低い温度
で銅酸化物を還元し金属化し、その後焼成する工
法をとつても、本発明の実施例によつて作成した
積層コンデンサ素子と同様の素子が得られること
は、容易に推測される。 発明の効果 本発明の積層コンデンサ素子は安価な銅を内部
電極、外部電極として使用でき、絶縁抵抗値が大
きく、高周波の誘電損失の小さい工業的に有用な
積層コンデンサ素子を提供するものである。
Ni，Ti，Zn，Nb、およびＷからなる群Ｘから選
ばれた成分ＸとPbとCuの三者の成分を含む酸化
物において、Ｘは群Ｘの成分の少なくとも二つを
含み、かつPbのモル数をａ，Ｘの成分のモル数
の合計をｘとしたとき0.985≦ａ／ｘ≦1.110であ
り、CuはCu2Ｏ換算で他成分の合計重量に対する
重量％で0.03％以上0.65％以下含有するような組
成物であり焼成温度付近の広い酸素分圧領域で抵
抗値の高い誘電体磁器が得られるため銅または銅
を主成分とする合金からなる内部電極と一体焼成
するのに適している。内部電極に、銅または銅を
主成分とする合金、以外の卑金属を使用したもの
は本発明で限定した誘電体の焼成温度における電
極金属の平衡酸素分圧が小さく、誘電体を還元し
てしまうもしくは電極が酸化してしまう問題点が
予想される。すなわち本発明においては特許請求
の範囲に限定した誘電体磁器組成物と銅または銅
を主成分とする合金からなる電極組成物の組み合
わせによつて初めて絶縁抵抗値が大きく高周波に
おける誘電損失が小さい積層コンデンサ素子が実
現される。またこれにより安価な銅が電極として
使用が可能となる。 また本発明実施例に示した積層コンデンサ素子
の製造方法以外に、内部電極の出発原料として銅
酸化物を用い、電極パターンをセラミツクグリー
ンシート上に構成したあと焼成温度より低い温度
で銅酸化物を還元し金属化し、その後焼成する工
法をとつても、本発明の実施例によつて作成した
積層コンデンサ素子と同様の素子が得られること
は、容易に推測される。 発明の効果 本発明の積層コンデンサ素子は安価な銅を内部
電極、外部電極として使用でき、絶縁抵抗値が大
きく、高周波の誘電損失の小さい工業的に有用な
積層コンデンサ素子を提供するものである。
第１図は本発明に係る積層コンデンサ素子の断
面図、第２図は焼成時のマグネシア容器の断面
図、体３図は焼成炉炉心管断面図である。 １１……誘電体層、１２……内部電極層、１３
……外部電極。
面図、第２図は焼成時のマグネシア容器の断面
図、体３図は焼成炉炉心管断面図である。 １１……誘電体層、１２……内部電極層、１３
……外部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 誘導体磁器を介して少なくとも２層以上の内
部電極層を積層し交互に引き出した積層コンデン
サ素子において、誘導体磁器層として、Mg，
Ni，Ti，Zn，Nb，およびＷからなる群Ｘから選
ばれた成分ＸとPbとCuの三者の成分を含む酸化
物からなる組成物であつて、Ｘが群Ｘの成分の少
なくとも二種を含み、かつPbのモル数をａ，Ｘ
の成分のモル数の合計をｘとしたとき、 0.985≦ａ／ｘ≦1.110 であり、CuをCu2Ｏ換算で他成分の合計重量に対
する重量％で0.03％以上0.65％以下含有する組成
物を用い、内部電極層に銅又は銅を主成分とする
合金を用いたことを特徴とする積層コンデンサ素
子。 ２ 内部電極と直接接続し積層コンデンサ素子端
面付近に構成される外部電極として、銅又は銅を
主成分とする合金を用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の積層コンデンサ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100397A JPS63265412A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 積層コンデンサ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100397A JPS63265412A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 積層コンデンサ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265412A JPS63265412A (ja) | 1988-11-01 |
| JPH0515291B2 true JPH0515291B2 (ja) | 1993-03-01 |
Family
ID=14272850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100397A Granted JPS63265412A (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 積層コンデンサ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63265412A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2615977B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1997-06-04 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物およびこれを用いた積層セラミックコンデンサとその製造方法 |
| JP2003007561A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モールド型積層セラミック電子部品 |
| JP4936825B2 (ja) | 2006-08-02 | 2012-05-23 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62100397A patent/JPS63265412A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63265412A (ja) | 1988-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |